analisa karakteristik pembakaran briket limbah …thesis.umy.ac.id/datapublik/t51004.pdf · bahan...
TRANSCRIPT
Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 1
ANALISA KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET LIMBAH
INDUSTRI KELAPA SAWIT DENGAN VARIASI PEREKAT DAN
TEMPERATUR DINDING TUNGKU 3000C, 400
0C, DAN 500
0C
MENGGUNAKAN METODE HEAT FLUX CONSTANT (HFC)
Aditya Kurniawan
(20100130031)
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah
Yogyakarta
Email : [email protected]
INTISARI
Menurut data dari British Petroleum (BP) Indonesia akan mengalami krisis minyak bumi
pada tahun 2024 jika tidak ditemukan cadangan minyak bumi yang baru dalam jumlah besar. Dari
data tersebut diperlukan energi alternatif yang bersifat renewable utnuk mengurangi
ketergantungan masyarakat terhadap minyak bumi. Biomassa limbah padat industri Kelapa Sawit
merupakan salah satu energi alternatif yang bersifat renewable yang belum banyak termanfaatkan
di Indonesia. Limbah padat industri Kelapa Sawit dapat dijadikan bahan bakar alternatif berupa
briket. Penelitian ini memanfaatkan limbah padat industri Kelapa Sawit yang sebelumnya
dilakukan proses pirolisis. Proses pirolisis dilakukan untuk mendapatkan arang sebagai bahan baku
dan tar sebagai salah satu variasi perekat. Arang bahan baku kemudian dihancurkan hingga
mendapatkan serbuk yang lolos ukuran 20 mesh. Serbuk arang ditimbang masing – masing 3
gram, kemudian dicampur dengan perekat kanji, tar, dan campuran kanji dengan tar sebanyak
10%. Serbuk arang yang sudah tercampur dengan perekat akan dilakukan pembriketan dengan
tekanan 200 kg/cm2, kemudian dilakukan uji pembakaran dengan menggunakan metode Heat Flux
Constant. Hasil dari pengujian ini didapatkan bahwa briket dengan perekat kanji memiliki kadar
air yang rendah, kadar volatile matter yang rendah dan kadar karbon yang tinggi, sehingga
mengakibatkan nilai ITVM yang tinggi, nilai ITFC yang tinggi, dan energi aktivasi yang rendah.
Briket dengan perekat tar memiliki kadar air yang tinggi, kadar volatile matter yang tinggi dan
kadar karbon yang rendah, sehingga mengakibatkan nilai ITVM yang rendah, nilai ITFC yang
rendah, dan energi aktivasi yang tinggi. Untuk briket dengan perekat campuran kanji dan tar
memiliki kadar air, kadar volatile matter, dan kadar karbon diantara briket dengan perekat kanji
dan briket dengan perekat tar.
Kata Kunci : Limbah padat industri Kelapa Sawit, Heat Flux Constant, Initiation Temperature of
Volatile Matter, Initation Temperature of Fixed Carbon, Energi aktivasi
Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 2
I. Pendahuluan
Indonesia sebagai negara agraris
banyak menghasilkan limbah
pertanian yang kurang termanfaatkan
contohnya limbah sekam padi dan
limbah industri Kelapa Sawit. Limbah
industri Kelapa Sawit merupakan
sumber energi alternatif yang
melimpah dengan kandungan energi
yang relatif besar. Limbah industri
Kelapa Sawit masih belum
dimanfaatkan dengan maksimal
contohnya cangkang dan tandan
kosong. Cangkang dan tandan kosong
tersebut dapat diolah menjadi suatu
bahan bakar padat buatan yang lebih
luas penggunaannya sebagai bahan
bakar alternatif yang disebut
biobriket.
Metode untuk mengetahui
karakteristik dari biobriket ada 2,
yaitu metode Thermogravimetri
Analysis (TGA) dan metode Heat
Flux Constant. Metode
Thermogravimetri Analysis (TGA)
merupakan suatu teknik untuk
menganalisa perhitungan stabilitas
termal suatu bahan dan fraksi
komponen zat volatilnya dengan
merekam perubahan massa selama
spesimen diberi perlakuan panas.
Metode Heat Flux Constant
merupakan suatu teknik untuk
menganalisa perhitungan stabilitas
termal suatu bahan dan fraksi
komponen zat volatilnya dengan
memonitir perubahan massa selama
spesimen diberi perlakuan panas
secara konstan. Heat Flux Constant
atau fluks kalor konstan yang juga
disebut sebagai densitas fluks panas
atau laju aliran panas intensitas
merupakan aliran energi per unit luas
per unit waktu. Dalam satuan SI,
satuan untuk Heat Flux Constant
adalah Watt per meter persegi (W/m2)
dan dinotasikan dengan Ԛ” atau q”
(Wikipedia, 2010). Penelitian ini
dapat digunakan untuk mengetahui
karakteristik pembakaran briket yang
meliputi Initiation Temperature of
Volatile Matter (ITVM), Initiation
Temperature of Fixed Carbon
(ITFC), Peak of weight loss rate
Temperature (PT), Burning out
Temperature (BT) dan energi aktivasi
(Ea) dengan menggunakan metode
Heat Flux Constant.
II. Tinjauan Pustaka
a. Pembriketan
Pembriketan adalah proses
mengkonversi biomassa dengan
densitas rendah menjadi bahan bakar
padat berupa briket dengan energi
yang terkonsentrasi dan densitas yang
tinggi (Shri AMM Murugappa
Chettiar Research Center, 2008).
Pemberiketan suatu bahan bakar
padat biomassa dapat dikatakan
sebagai proses dentifikasi yang
bertujuan untuk memperbaiki
karakteristik bahan bakar biomassa.
Sifat – sifat penting dari briket yang
mempengaruhi kualitas bahan bakar
adalah sifat fisik dan sifat kimia. Sifat
fisik meliputi karakteristik densitas,
ukuran briket, kandungan air, nilai
kalor, dan ebergi persatuan volume.
Pada umumnya, teknik
pembriketan dapat dibagi menjadi 3
kelompok yang dikategorikan
berdasarkan pada besarnya tekanan
(Grover dan Mishra, 1996), yaitu :
1. Pembriketan tekanan tinggi
(1000 - 2500 kg/cm2).
2. Pembriketan tekanan medium
(500 - 1000 kg/cm2) dengan
pemanasan.
3. Pembriketan tekanan rendah (250
- 500 kg/cm2) dengan bahan
pengikat.
Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 3
b. Pembakaran Briket
Pembakaran adalah suatu reaksi
kimia eksotermal dengan kalor yang
dibangkitkan sangat besar dan
menghasilkan nyala, reaksi ini
berlangsung spontan dan
berkelanjutan karena adanya suplai
kalor dari kalor yang dibangkitkan
oleh reaksi itu sendiri.
Mekanisme pembakaran bahan
bakar padat terdiri dari tiga tahap
(Borman dan Ragland, 1998), yaitu :
1. Pengeringan
Kandungan air dalam bahan bakar
padat mempunyai 2 bentuk yaitu air
dalam wujud air bebas yang
terkandung dalam pori-pori dan air
dalam wujud terikat yang diserap ke
struktur permukaan bagian dalam
bahan bakar. Tahap pengeringan
merupakan tahap awal dalam proses
pembakaran bahan bakar padat.
2. Devolatilisasi
Setelah proses pengeringan selesai
temperatur partikel bahan bakar akan
terus meningkat dan bahan bakar
mulai terdekomposisi, pada proses ini
ikatan kimia partikel bahan bakar
akan terpecah secara termal dan
melepaskan volatile matter. Volatile
metter tersebut akanmengalir keluar
melalui pori-pori bahan bakar dan
menghambat oksigen dari luar masuk
kedalam partikel. Pada tahap inilah
proses devolatilisasi disebut sebagai
pirolisis.
3. Pembakaran (char).
Pembakaran char merupakan tahap
terakir dari mekanisme pembakaran
bahan bakar padat. Setelah tahap
devolatilisasi selesai maka hanya
akan tertinggal abu dan arang. Arang
sangat berpori dan ketika tidak ada
lagi volatile yang terlepas maka
oksigen dapat berdifusi kedalam
partikel arang melewati lapis batas
permukaan luar. Laju pembakaran
dipengaruhi baik oleh laju reaksi
antara karbon dengan oksigen yang
terjadi pada permukaan maupun oleh
laju difusi oksigen ke lapis batas dan
ke dalam partikel.
c. Faktor – faktor yang
mempengaruhi pembakaran bahan
bakar padat
Faktor – faktor yang
mempengaruhi pembakaran bahan
bakar padat, antara lain :
1. Ukuran partikel
Partikel yang lebih kecil
ukurannya akan lebih cepat
terbakar.
2. Jenis bahan bakar
Jenis bahan bakar akan
menentukan karakteristik bahan
bakar. Karakteristik tersebut
antara lain kadar air, kadar zat
menguap, dan kadar karbon.
3. Temperatur udara pembakaran
Kenaikan temperatur udara
pembakaran menyebabkan
semakin pendeknya waktu
pembakaran (Sulistyanto, 2006).
III. Bahan dan Metode Penelitian
a. Bahan Penelitian
Bahan penelitian yang
digunakan pada penelitian ini adalah
limbah industri Kelapa Sawit yang
terdiri dari Cangkang Kelapa Sawit,
Tandan Kosong Kelapa Sawit dan
Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit.
Bahan limbah industri Kelapa Sawit
yang digunakan sebagai bahan
penelitian ini berasal dari daerah
Perkebunan Kelapa Sawit di Provinsi
Bengkulu dan Provinsi Lampung.
(a) (b)
Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 4
(c)
Gambar 1. Limbah industri kelapa
sawit (a) Cangkang, (b) Tandan
Kosong Kelapa Sawit, dan (c) Serat
Tandan Kosong Kelapa Sawit
b. Metode Penelitian
Prosedur penelitian yang akan
dilakukan dapat dilihat pada diagram
alir penelitian sebagai berikut :
Gambar 2. Diagram alir penelitian
A
Penumbukan dan pengayakan arang
Penimbangan arang limbah industri
Kelapa Sawit
Pengarangan limbah industri Kelapa
Sawit dan pengumpulan tar
Mulai
Pengumpulan bahan :
Limbah industri Kelapa Sawit
(cangkang, tandan kosong,
dan serat tandan kosong)
Tepung kanji
Penimbangan limbah industri Kelapa
Sawit
A
Selesai
Pembuatan sampel uji :
Penimbangan sampel limbah
industri Kelapa Sawit
Variasi perekat kanji, tar, dan
campuran
Tekanan pengepresan 200
kg/cm2
Pengujian sampel
Pengujian menggunakan
Metode Heat Flux Constant
(HFC)
Temperatur pembakaran
3000C, 400
0C dan 500
0C
Pengolahan data
Kesimpulan
Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 5
IV. Hasil dan Pembahasan
1. Analisa proximate briket berbahan
arang limbah industri Kelapa Sawit
a. Rata – rata kadar air briket
berbahan arang limbah industri
kelapa sawit pada pembakaran
dengan temperatur dinding tungku
3000C, 400
0C, dan 500
0C
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
Kad
ar A
ir(%
)
Kanji Campuran TarBahan Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
Gambar 3. Rata – rata kadar air briket
berbahan arang limbah industri kelapa
sawit pada pembakaran dengan
temperatur dinding tungku 3000C,
4000C, dan 500
0C
Pada gambar 4.3 dapat
diketahui bahwa trendline dari kadar
air pada briket berbahan arang limbah
industri kelapa sawit mengalami
meningkat, hal ini disebabkan perekat
tar memiliki kadar air yang lebih
tinggi dibandingkan dari perekat
kanji. Kadar air yang tinggi pada
perekat tar terjadi karena kurang
sempurnanya proses pemisahan
antara tar dengan air yang terjadi pada
proses kondensasi dan pengendapan.
Pada gambar 4.3 dapat
diketahui bahwa briket berbahan
arang cangkang memiliki trendline
kadar air yang rendah dibandingkan
dengan briket berbahan arang tandan
kosong dan briket berbahan arang
serat. Kadar air yang rendah pada
briket berbahan arang cangkang
disebabkan karena sifat dari bahan
baku cangkang memiliki stuktur yang
padat sehingga air tidak dapat
meresap ke dalam pori – pori
cangkang.
b. Rata – rata kadar volatile matter
briket berbahan arang limbah
industri kelapa sawit pada
pembakaran dengan temperatur
dinding tungku 3000C, 400
0C, dan
5000C
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Kad
ar V
ola
tille
Ma
tter
(%)
Kanji Campuran TarBahan Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
Gambar 4. Rata – rata kadar volatile
matter briket berbahan arang limbah
industri kelapa sawit pada
pembakaran dengan temperatur
dinding tungku 3000C, 400
0C, dan
5000C
Pada gambar 4.4 dapat
diketahui bahwa trendline dari kadar
volatile matter pada briket berbahan
arang limbah industri kelapa sawit
meningkat, hal ini disebabkan perekat
tar memiliki kadar volatile matter
yang lebih tinggi dibandingkan dari
perekat kanji. Kadar volatile matter
yang tinggi pada perekat tar terjadi
karena tar memiliki senyawa –
senyawa hidrokarbon yang mudah
menguap.
Pada gambar 4.4 dapat
diketahui bahwa briket berbahan
arang cangkang memiliki trendline
kadar volatile matter yang rendah
dibandingkan dengan briket berbahan
arang serat dan briket berbahan arang
tandan kosong. Kadar volatile matter
Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 6
yang rendah pada briket berbahan
arang cangkang terjadi karena bahan
baku cangkang memiliki struktur
yang padat sehingga memiliki volatile
matter yang rendah.
c. Rata – rata kadar fixed carbon
briket berbahan arang limbah
industri kelapa sawit pada
pembakaran dengan temperatur
dinding tungku 3000C, 400
0C, dan
5000C
50
55
60
65
70
75
80
85
90
Ka
da
r Fi
xed
Ca
rbo
n(%
)
Kanji Campuran TarBahan Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
Gambar 5. Rata – rata kadar fixed
carbon briket berbahan arang limbah
industri kelapa sawit pada
pembakaran dengan temperatur
dinding tungku 3000C, 400
0C, dan
5000C
Pada Gambar 4.5
menunjukkan bahwa trendline dari
kadar fixed carbon pada briket
berbahan arang limbah industri kelapa
sawit menurun, hal ini disebabkan
perekat kanji memiliki kadar fixed
carbon yang tinggi. Kadar fixed
carbon yang tinggi dipengaruhi oleh
rendahnya kadar air dan kadar volatile
matter.
Pada gambar 4.5 dapat
diketahui bahwa briket berbahan
arang cangkang memiliki trendline
kadar fixed carbon yang tinggi
dibandingkan dengan briket berbahan
arang serat dan briket berbahan arang
tandan kosong. Kadar fixed carbon
yang tinggi pada briket berbahan
arang cangkang terjadi karena bahan
baku cangkang memiliki kadar air
dan kadar volatile matter yang rendah
sehingga akan menaikan kadar fixed
carbon.
d. Rata – rata kadar abu briket
berbahan arang limbah industri
kelapa sawit pada pembakaran
dengan temperatur dinding tungku
3000C, 400
0C, dan 500
0C
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Kad
ar
Ab
u(%
)Kanji Campuran Tar
Bahan Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
Gambar 6. Rata – rata kadar abu
briket berbahan arang limbah industri
kelapa sawit pada pembakaran
dengan temperatur dinding tungku
3000C, 400
0C, dan 500
0C
Pada gambar 4.6
menunjukkan bahwa trendline dari
kadar abu pada briket berbahan arang
limbah industri kelapa sawit
menurun, hal ini disebabkan oleh
rendahnya kadar abu pada briket
industri limbah kelapa sawit dengan
perekat tar. Penggunaan perekat tar
akan meningkatkan kadar air dan
kadar volatile matter, sehingga kadar
fixed carbon dan kadar abu akan
semakin turun.
Pada gambar 4.6 dapat
diketahui bahwa briket berbahan
arang cangkang memiliki trendline
kadar abu yang rendah dibandingkan
dengan briket berbahan arang serat
dan briket berbahan arang tandan
kosong. Kadar abu yang rendah pada
briket berbahan arang cangkang
terjadi karena bahan baku cangkang
Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 7
memiliki kadar fixed carbon yang
tinggi sehingga akan menurunkan
kadar abu.
2. Karakteristik pembakaran briket
berbahan arang limbah industri
Kelapa Sawit
a. Initiation Temperature of Volatile
Matter (ITVM) briket berbahan
arang limbah industri Kelapa Sawit
200
225
250
275
300
325
350
375
400
Tem
per
atu
r
( 0C
)
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(a)
350
370
390
410
430
450
470
490
Tem
per
atu
r
( 0C
)
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(b)
350
370
390
410
430
450
470
490
Tem
peratu
r
( 0C
)
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(c)
Gambar 7. ITVM briket berbahan
arang limbah industri Kelapa Sawit
(a) temperatur tungku 3000C, (b)
temperatur tungku 4000C, dan (c)
temperatur tungku 5000C
Pada gambar 4.7
menunjukkan briket dengan perekat
tar memiliki nilai ITVM yang rendah.
Nilai ITVM yang rendah dipengaruhi
oleh kandungan volatile matter yang
tinggi pada briket dengan perekat tar,
sehingga semakin tinggi kandungan
volatile matter akan menurunkan nilai
ITVM.
Pada gmbar 4.7 dapat
diketahui bahwa briket berbahan
arang cangkang memiliki trendline
nilai ITVM yang tinggi dibandingkan
dengan briket berbahan arang serat
dan briket berbahan arang tandan
kosong. Nilai ITVM yang tinggi
dipengaruhi oleh volatile matter pada
briket, semakin rendah volatile matter
maka nilai ITVM akan semakin
tinggi.
b. Initiation Temperature of Fixed
Carbon (ITFC) briket berbahan
arang limbah industri Kelapa Sawit
200
225
250
275
300
325
350
375
400
425
450
Tem
per
atu
r
( 0C
)
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(a)
300
325
350
375
400
425
450
475
500
525
Tem
peratu
r
( 0C
)
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(b)
Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 8
400
410
420
430
440
450
460
470
480
490
500
Tem
peratu
r
( 0C
)
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(c)
Gambar 8. ITFC briket berbahan
arang limbah industri Kelapa Sawit
(a) temperatur tungku 3000C, (b)
temperatur tungku 4000C, dan (c)
temperatur tungku 5000C
Pada gambar 4.8 grafik nilai
ITFC menunjukkan bahwa trendline
yang menurun, dimana briket
berbahan arang limbah industri kelapa
sawit dengan perekat kanji memiliki
temperatur ITFC tinggi. Tingginya
nilai ITFC dipengaruhi oleh
kandungan volatile matter dan
kandungan fixed carbon. Hal ini
disebabkan karena kandungan volatile
matter yang rendah akan menaikkan
kandungan fixed carbon, sehingga
nilai ITFC akan semakin tinggi.
Pada gambar 4.8 dapat
diketahui bahwa briket berbahan
arang tandan kosong memiliki
trendline nilai ITFC yang rendah
dibandingkan dengan briket berbahan
arang cangkang dan briket berbahan
arang serat. Nilai ITFC yang rendah
pada briket berbahan arang tandan
kosong terjadi karena bahan baku
tandan kosong memiliki kadar
volatile matter yang tinggi, semakin
tinggi kadar volatile matter maka
akan menurunkan nilai ITFC.
c. Peak of Wight Loss Rate
Temperature (PT) briket berbahan
arang limbah industri Kelapa Sawit
250
275
300
325
350
375
400
425
450
Tem
pera
tur
( 0C
)
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(a)
325
350
375
400
425
450
475
500
525
550
575
600
Tem
per
atu
r
( 0C
)
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(b)
350
375
400
425
450
475
500
525
Tem
per
atu
r
( 0C
)
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(c)
Gambar 9. PT briket berbahan arang
limbah industri Kelapa Sawit (a)
temperatur tungku 3000C, (b)
temperatur tungku 4000C, dan (c)
temperatur tungku 5000C
Pada gambar 4.9 grafik nilai
PT menunjukkan bahwa trendline
yang menurun, hal ini disebabkan
oleh tingginya nilai PT pada briket
berbahan arang limbah industri kelapa
sawit dengan perekat kanji. Tingginya
nilai PT dipengaruhi oleh kandungan
fixed carbon, dimana pada briket
berbahan arang dengan perekat kanji
memiliki kandungan fixed carbon
Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 9
yang tinggi. Sehingga semakin tinggi
kandungan fixed carbon maka nilai
PT akan semakin tinggi.
Pada gambar 4.9 dapat
diketahui bahwa briket berbahan
arang cangkang memiliki trendline
nilai PT yang tinggi dibandingkan
dengan briket berbahan arang serat
dan briket berbahan arang tandan
kosong. Nilai PT yang tinggi pada
briket berbahan arang cangkang
terjadi karena bahan baku cangkang
memiliki kadar fixed carbon yang
tinggi, semakin tinggi kadar fixed
carbon maka nilai PT akan semakin
tinggi.
d. Burning Out Temperature (BT)
briket berbahan arang limbah
industri Kelapa Sawit
100
125
150
175
200
225
250
275
300
325
350
Tem
per
atu
r
( 0C
)
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(a)
200
225
250
275
300
325
350
375
400
425
450
475
500
Tem
per
atu
r
( 0C
)
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(b)
225
255
285
315
345
375
405
435
465
495
525
Tem
per
atu
r
( 0C
)
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(c)
Gambar 10. BT briket berbahan arang
limbah industri Kelapa Sawit (a)
temperatur tungku 3000C, (b)
temperatur tungku 4000C, dan (c)
temperatur tungku 5000C
Pada gambar 4.10 grafik nilai
BT menunjukkan bahwa trendline
yang menurun, hal ini disebabkan
oleh tingginya nilai BT pada briket
berbahan arang limbah industri kelapa
sawit dengan perekat kanji. Tingginya
nilai BT dipengaruhi oleh tingginya
kandungan fixed carbon yang ada
pada briket berbahan arang dengan
perekat kanji. Semakin tinggi
kandungan fixed carbon maka akan
menaikan nilai BT.
Pada gambar 4.10 dapat
diketahui bahwa briket berbahan
arang cangkang memiliki trendline
nilai BT yang tinggi dibandingkan
dengan briket berbahan arang serat
dan briket berbahan arang tandan
kosong. Nilai BT yang tinggi pada
briket berbahan arang cangkang
terjadi karena bahan baku cangkang
memiliki kadar fixed carbon yang
tinggi, sehingga kadar fixed carbon
yang tinggi akan menaikan nilai BT.
Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 10
3. Pembandingan waktu pembakaran
pembakaran briket berbahan arang
limbah industri Kelapa Sawit
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
Wa
ktu
( s
)
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(a)
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
Wa
ktu
( s
)
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(b)
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
Wak
tu
( s
)
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(c)
Gambar 11. Perbandingan waktu
pembakaran briket berbahan arang
limbah industri Kelapa Sawit (a)
temperatur tungku 3000C, (b)
temperatur tungku 4000C, dan (c)
temperatur tungku 5000C
Pada gambar 4.11
menunjukkan bahwa trendline waktu
pembakaran briket berbahan arang
limbah industri kelapa sawit
menurun, hal ini disebabkan oleh
tingginya kandungan fixed carbon
pada briket arang dengan perekat
kanji. Kandungan fixed carbon yang
tinggi menyebabkan briket berbahan
arang dapat terbakar lebih lama.
Pada gambar 4.11 dapat
diketahui bahwa briket berbahan
arang cangkang memiliki trendline
waktu pembakaran yang lama
dibandingkan dengan briket berbahan
arang serat dan briket berbahan arang
tandan kosong. Waktu pembakaran
yang lama pada briket berbahan arang
cangkang dipengaruhi oleh kadar
fixed carbon yang tinggi, semakin
tinggi kadar fixed carbon maka waktu
pembakarannya akan semakin lama.
Berdasarkan gambar 4.19,
4.20, dan 4.21 dilihat bahwa
pengunaan temperatur dinding tungku
3000C, 400
0C, dan 500
0C dapat
mempengaruhi waktu pembakaran.
Pembakaran dengan temperatur
dinding tungku 3000C memiliki
waktu pembakaran yang lama,
sedangkan pembakaran dengan
temperatur dinding tungku 5000C
memiliki waktu pembakaran yang
cepat. Hal ini menunjukkan semakin
besar temperatur dinding tungku
maka waktu pembakaran akan
semakin cepat. Hal tersebut sama
dengan penelitian yang telah
dilakukan oleh Afrianto 2006 tentang
Analisa Larakteristik Pembakaran
Briket Campuran Arang Sekam Padi
dan Tempurung Kelapa.
Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 11
4. Pembandingan energi aktivasi
pembakaran briket berbahan arang
limbah industri Kelapa Sawit
12
14
16
18
20
22
24
Ene
rgi A
ktiv
asi
( kj
/mo
l )
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(a)
(b)
30
35
40
45
50
55
Ene
rgi A
ktiv
asi
( kj
/mo
l )
Kanji Campuran Tar
Perekat
Cangkang
Serat
Tandan Kosong
(c)
Gambar 12. Perbandingan energi
aktivasi briket berbahan arang limbah
industri Kelapa Sawit (a) temperatur
tungku 3000C, (b) temperatur tungku
4000C, dan (c) temperatur tungku
5000C
Pada gambar 4.12
menunjukkan bahwa trendline energi
aktivasi briket berbahan arang limbah
industri kelapa sawit meningkat, hal
ini disebabkan briket berbahan arang
dengan perekat tar memilik energi
aktivasi lebih tinggi dibandingkan
dengan briket berbahan arang dengan
perekat kanji. Pengunaan perekat tar
akan mempersulit briket berbahan
arang terbakar karena perekat tar
memilik kadar air dan kadar volatile
matter yang tinggi. Kadar air yang
tinggi akan menghambat proses
pengeringan briket dan kadar volatile
matter pada proses devolatilisasi akan
mengalir keluar melalui pori – pori
briket sehingga akan menghambat
aliran oksigen dari luar yang akan
masuk dalam briket.
Pada gambar 4.12 dapat
diketahui bahwa briket berbahan
arang serat memiliki trendline energi
aktivasi yang tinggi dibandingkan
dengan briket berbahan arang
cangkang dan briket berbahan arang
tandan kosong. Energi aktivasi yang
tinggi pada briket berbahan arang
serat terjadi karena bahan baku serat
memiliki kadar air yang tinggi,
semakin tinggi kadar air maka energi
aktivasi akan semakin tinggi.
V. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian
dan pembahasan yang telah dilakukan
pada bab sebelumnya, didapatkan
kesimpulan sebagai berikut :
a. Pada briket berbahan arang
limbah Kelapa Sawit
penambahan perekat tar dapat
menyebabkan tingginya kadar air
dan kadar volatile matter pada
briket berbahan arang limbah
industri kelapa sawit. Kadar air
yang tinggi akan menyebabkan
nilai ITVM semakin rendah dan
Kadar volatile matter yang tinggi
akan mengakibatkan rendah nilai
ITFC, sehingga nilai PT dan BT
akan semakin rendah.
Jurnal Penelitian Tugas Akhir (2015) 12
b. Pada briket berbahan arang
limbah Kelapa Sawit penggunaan
variasi perekat tar dapat
menyebabkan tingginya kadar air
pada briket. Kadar air yang tinggi
akan mempengaruhi besarnya
energi aktivasi pada briket,
karena akan membutuhkan panas
yang lama untuk menguapkan air
pada briket berbahan arang
limbah industri kelapa sawit.
c. Pada briket berbahan arang
limbah Kelapa Sawit pada
temperatur dinding tungku 3000C
briket berbahan arang cangkang
dengan perekat kanji memiliki
waktu pembakaran terbaik yaitu
1760 detik dan temperatur briket
356,70C. Briket berbahan arang
limbah Kelapa Sawit yang
memiliki waktu pembakaran
terbaik pada temperatur dinding
tungku 4000C yaitu briket
berbahan arang cangkang dengan
perekat kanji yaitu 1587 detik
dan temperatur briket 406,30C.
Briket berbahan arang limbah
Kelapa Sawit pada temperatur
dinding tungku 5000C briket
berbahan arang cangkang dengan
perekat kanji memiliki waktu
pembakaran terbaik yaitu 1447
detik dan temperatur briket
456,30C.
d. Pengaruh pengunaan temperatur
dinding tungku 3000C, 400
0C,
dan 5000C pada briket berbahan
arang limbah Kelapa Sawit dapat
mempengaruhi waktu
pembakaran. Pembakaran dengan
temperatur dinding tungku 3000C
memiliki waktu pembakaran
yang lama, sedangkan
pembakaran dengan temperatur
dinding tungku 5000C memiliki
waktu pembakaran yang cepat.
Hal ini menunjukkan semakin
besar temperatur dinding tungku
maka waktu pembakaran akan
semakin cepat.
DAFTAR PUSTAKA
Borman, G., L., and Ragland, K., W.,
1998, “Combustion Engineerng”,
International Editions, Mc Graw-
Hill, Singapore.
Grover, P.D. dan Mishra, S.K., 1996,
Biomass Briquetting :
Technology and Practices, Field
Document No. 46, FAO-
Regional Wood Energy
Development Program (RWEDP)
In Asia, Bangkok.
Shri AMM Marugappa Chettiar
Research Center, 2008,
“Biomassa Carcual Briquetting
Technology”, Taramani,
Chennai-600113.
Sulistyanto, A., 2006, Karakteristik
Pembakaran Biobriket
Campuran Batubara Dan Sabut
Kelapa. Vol 7.No.2. pp. 77-84.